Page Text: Luidspreker Philips 22RH427/01Z
Doel: analyse en modificatie om geluidsverbetering te behalen.
In dit modificatie voorbeeld is gebruik gemaakt van oude luidsprekers van Philips 22RH427/01Z uit de jaren 70. Dit systeem van Philips is een duurder model geweest in de jaren 70 en bestaat uit 2 woofers van (20 cm), conus midrange (10cm) en een dome tweeter. (2,5cm) De kast is van het gesloten type en is gemaakt van gefineerde spaanderplaat.
De modificatie die hier beschreven is dient als voorbeeld voor wat er aan winst te halen is bij de meest uiteenlopende luidsprekersystemen. Dit luidsprekersysteem was in zijn tijd een duurder model maar vandaag de dag is dit niet meer als gemiddeld. De eis in dit voorbeeld is om een zo hoog mogelijke geluidskwaliteit te bereiken met de bestaande onderdelen voor minimale kosten, dus de benodigde tijd en methode kort en simpel houden. De eerste fase is de analyse fase om te bekijken hoe de luidsprekerbox is opgebouwd en met wat voor materialen. Daarna volgt de meet analyse om te kijken wat de akoestische prestaties zijn. (zie figuur 1) Met deze resultaten kan de conclusie worden getrokken hoe te modificeren.
1. De frequentie karakteristiek te
zien in de originele situatie.
2. Waterval meting 3D originele
situatie.
3. Versteviging van de kast
om trillingen te verminderen.
Het resultaat uit de analyse:
Visueel gezien is de kast licht opgebouwd van spaanderplaat en niet ondersteund. Dit is een gebruikelijke manier om kasten te maken maar levert een mager resultaat op wat stugheid van de kast betreft. De luidspreker bezetting wordt in dit geval niet gewijzigd. De demping is minimaal met BAF dempingmateriaal. Voor de eerste meting wordt de luidsprekerbox eerst beoordeeld met muziek om vast een idee te krijgen van de presentaties. Na de eerste luistertest met muziek valt op dat de bassen een boombas hebben en de midden/hoge frequenties ruimschoots aanwezig zijn. De klank is niet homogeen en de bassen liggen los van de rest. De eerste meting vindt plaats om te controleren of datgene wat de luistertest heeft opgeleverd ook meettechnisch is aan te tonen. (zie figuur 1) Op bijlage 2 is duidelijk te zien dat bij de overgang tussen de woofers en de midrange een fase probleem het laag loskoppelt van het midden. Dit was ook te horen tijdens de luistertest, om beter te kunnen beoordelen is er ook een waterfall meting gedaan om in de diepte te kunnen beoordelen. (zie figuur 2) Nu is helemaal duidelijk waarom het laag zo los ligt van het midden, de scheiding ligt op 900Hz bij de fasefout en loopt in frequentie omhoog naar 1500Hz. Het laag heeft veel langer de tijd nodig om stil te worden (0-500Hz) als het midden. Dit veroorzaakt het bekende boombas geluid. Van 900-1600Hz is de midrange snel en krijgt daarboven problemen. (2-7KHz) In de frequentiecurve is te zien dat er tussen 7-8 KHz de overgang van de midrange en tweeter goed te zien is. Naarmate de frequentie hoger wordt gaat de luidspreker harder spelen. (2,5-7 en 8-18Khz) Nu is duidelijk wat er allemaal speelt, er zitten grove fouten in het ontwerp en over het hele frequentie spectrum.
Oplossing:
De boombas gaan we aanpakken door de kast te verstevigen en meer demping toe te passen. De overgangen laag / midrange en de midrange / tweeter gaan we in het filter aanpassen. Meer mogelijkheden hebben we niet die voldoende verbetering opleveren.
De kast wordt leeggehaald en wordt voorzien van verstevigingen. (zie figuur 3) Na de kast weer te hebben opgebouwd met de juiste demping gaan we de luidsprekers monteren behalve het filter die blijft buiten de kast. De luidsprekers worden zonder filter gemeten op hun frequentiecurve. (zie figuur 4) Dit wordt gedaan om te kijken wat het maximale frequentiebereik is. De laagsectie van het filter is 12dB/oct met impedantiecorrectie en meet netjes. Het midden is 12dB/oct aan de lage kant en 12dB/oct aan de hoge kant gefilterd. Aan de lage kant is de midrange nog niet voldoende op druk zodat de woofers met het bestaande filter te vroeg zachter gaan spelen. Hierdoor wordt het gat gecreëerd tussen het laag en de midrange dit in combinatie met een niet juist fase verloop. De oplossing is om de woofers iets langer door te laten lopen.(hoger crossen) Aan de bovenkant van de midrange speelt iets anders namelijk dat de geluidsdruk vanaf 1500Hz toeneemt naarmate de frequentie hoger wordt. Bij 7 KHz zit een fase foutje en daarna neemt de geluidsdruk af. Als nu het originele filter ingeschakeld wordt vertoond de curve een scherpe knik bij 7-8 KHz. Dit in combinatie met de tweeter levert een niet kloppend plaatje op, er ontstaat als het ware een curve met een scherpe dip op 7-8 KHz. (zie figuur 1) Door nu de helling van 12dB van de bovenkant van de midrange te verlagen naar 6dB is de combinatie van 6dB met de akoestische curve een veel mooier verloop. De tweeter was wel goed gefilterd, alleen te hard, hier voldoet een verzwakker netwerkje prima.
4. Alle luidsprekers zonder filter
geel=laag, groen=mid